一种用于整流罩的金属与非金属新型复合材料结构的制作方法

本实用新型属于整流罩材料与结构技术领域，涉及一种金属与非金属新型复合材料结构，具体是一种用于整流罩的金属与非金属新型复合材料结构。

背景技术：

整流罩作为在气体流场中高速或超音速运动的部件，对材料的耐高温、强度、刚度、弹性、韧性、气动性、外形整体性和一致性等均有较高的要求。目前，当在特定条件下须采用金属与非金属材料两种材料时，通常利用螺钉、螺栓紧固件联接或铆钉固定等联接方式，其结构相对较复杂，整体性、稳固性等不能满足要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于整流罩的金属与非金属新型复合材料结构，结构上稳固并满足耐高温、弹性、韧性、强度等性能，是一种结构整体性、稳定性及一致性好的一种新型复合材料结构。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于整流罩的金属与非金属新型复合材料结构，包括金属旋转体部件(1)，所述金属旋转体部件(1)外侧开有沿圆周分布的第一环形槽(2)，所述第一环形槽(2)内连续缠绕有若干层非金属丝束(3)，所述非金属丝束(3)与金属旋转体部件(1)之间以及相邻非金属丝束(3)之间均设有固化剂粘接；

所述第一环形槽(2)底部等间距开有若干圈沿圆周分布的第二环形槽(4)，所述非金属丝束(3)缠绕形成的环形圈与金属旋转体部件(1)的第二环形槽(4)相嵌。

进一步地，所述金属旋转体部件(1)采用黑色金属或有色金属。

进一步地，所述非金属丝束(3)采用玻璃纤维丝束或碳纤维丝束，所述固化剂采用相应的玻璃纤维丝束或碳纤维丝束专用固化剂。

进一步地，所述第二环形槽(4)的截面为半圆形或三角形形状，所述第二环形槽(4)的内腔尺寸不小于开口尺寸。

进一步地，所述第二环形槽(4)的开口尺寸不小于2毫米，所述第二环形槽(4)的内腔深度不小于1毫米。

进一步地，相邻两圈第二环形槽(4)之间的间距不小于5毫米。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的金属与非金属新型复合材料结构，主要是通过金属材料和非金属材料在特定的工艺和复合结构条件下，达到一种结构稳固、性能稳定的新型高强度复合材料结构，该复合材料结构在特定的环境中使用，质量相对金属材料比较轻，比金属具有更好的刚性和韧性，比非金属具有更好的耐高温、强度、弹性、绝缘、抗冲击变形等优良性能，两种材料最终形成一种内嵌式复合结构，成为一个复合式整体材料，结构稳固，性能优良，具有良好的后续切削加工性能，可以对该复合结构材料进行二次加工，很好地实现对复合结构材料的外形和尺寸的需要。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的局部放大示意图。

图3是本实用新型非金属丝束前期缠绕示意图。

图4是本实用新型非金属丝束后期切削示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-2所示，本实用新型提供了一种用于整流罩的金属与非金属新型复合材料结构，包括金属旋转体部件1，金属旋转体部件1可以是常规的黑色金属或有色金属。

金属旋转体部件1外侧开有沿圆周分布的第一环形槽2，第一环形槽2可以根据联接强度的需要进行尺寸大小调整，实现联接强度调节，满足其牢固性需求。

第一环形槽2内连续缠绕有若干层非金属丝束3，非金属丝束3由专用的连续缠绕机通过缠绕工艺连续缠绕在金属旋转体部件1外侧的第一环形槽2内。非金属丝束3可以是玻璃纤维丝束或碳纤维丝束，对丝的捻数、断裂强度都要根据总体强度和刚度的要求进行材料选型，绕制时按照设定的缠绕速度，采用环型平行或环形交叉方式进行匀速叠加缠绕，绕制厚度通常高于金属旋转体部件1表面。

非金属丝束3与金属旋转体部件1之间以及相邻非金属丝束3之间均设有固化剂粘接。固化剂是玻璃纤维丝束或碳纤维丝束专用固化剂，满足与金属旋转体部件1的粘接强度、老化性能等，在绕制时丝束均匀分布，实现丝束内部相互粘接牢固并与金属旋转体部件1嵌入结构牢固、可靠。

第一环形槽2底部等间距或螺旋线型开有若干圈沿圆周分布的第二环形槽4，第二环形槽4的截面为半圆形或三角形等形状，由机床切削加工成形，尺寸根据金属旋转体部件1的尺寸进行设计，第二环形槽4的内腔尺寸一般大于开口尺寸，具体的，内腔尺寸比开口尺寸大1毫米，其内腔深度为1毫米，能实现非金属丝束3在缠绕时顺利嵌入，同时，又能保持复合材料结构的联接稳固性。根据金属旋转体部件1的长度尺寸和结构强度的需要，第二环形槽4可以是一圈、多圈或螺旋线型，相邻两圈第二环形槽4之间的间距为5毫米。

如图3所示，一般第一环形槽2的内腔全部填满并高于金属旋转体部件1外表面即完成前期缠绕工序，非金属丝束3完成缠绕与金属旋转体部件1复合后，形成非金属丝束3的环形圈与金属旋转体部件1的第二环形槽4相嵌，成为一整体复合材料结构，如图4所示，后续主要是对完成缠绕的复合材料结构进行外观完整性检查、烘干、自然冷却或随炉冷却、晾干、切削加工、硬度和强度性能检测等等。

本实用新型提供的金属与非金属新型复合材料结构，主要是通过金属材料和非金属材料在特定的工艺和复合结构条件下，达到一种结构稳固、性能稳定的新型高强度复合材料结构，该复合材料结构在特定的环境中使用，质量相对金属材料比较轻，比金属具有更好的刚性和韧性，比非金属具有更好的耐高温、强度、弹性、绝缘、抗冲击变形等优良性能，两种材料最终形成一种内嵌式复合结构，成为一个复合式整体材料，结构稳固，性能优良，具有良好的后续切削加工性能，可以对该复合结构材料进行二次加工，很好地实现对复合结构材料的外形和尺寸的需要。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的复合材料结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。